Page 106 - 《精细化工》2020年第1期

第 37 卷第 1 期 精 细 化 工 Vol.37, No.1
202 0 年 1 月 FINE CHEMICALS Jan. 2020

催化与分离提纯技术
TiO -GO 催化 DMC 与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯
2

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1
1*
杨 浩 1,2 ，肖忠良 1,2 ，陈 彤 ，曾 毅 ，王公应
（1. 中国科学院成都有机化学研究所，四川 成都 610041；2. 中国科学院大学，北京 100049）

摘要：采用氧化石墨烯（GO）改性制备了 TiO 2 -GO 催化剂，用于催化碳酸二甲酯与苯酚酯交换合成碳酸二苯酯。
XRD、TEM、XPS、Py-TPD 表征结果显示，GO 有效促进了活性组分 TiO 2 的分散；GO 的电子效应改变了催化
剂中 Ti 物种的电子环境，促进了活性物种 Ti(Ⅳ)的形成；GO 改性的催化剂中，中强酸酸位的比例明显增加。
催化剂中有效活性位增加，有利于酯交换反应产物的生成。催化反应结果表明，TiO 2 -GO 催化剂中 GO 不仅作
为载体，同时起到了电子助剂的作用。当催化剂中 GO 质量分数为 50%时，150~180 ℃下反应 9 h 后，苯酚转化
率可达 41.8%，酯交换总选择性为 99.9%。
关键词：氧化石墨烯；酯交换反应；碳酸二苯酯；催化技术
中图分类号：TQ 426; TQ 225.52 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 01-0092-06

TiO 2-GO composites catalyst for the transesterification of dimethyl

carbonate with phenol to diphenyl carbonate

1
1
1*
1,2
1,2
Yang Hao , Xiao Zhongliang , Chen Tong , Zeng Yi , Wang Gongying
（1. Chengdu Institute of Organic Chemistry, Chinese Academy of Sciences, Chengdu 610041, Sichuan, China; 2. University
of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China）
Abstract: TiO 2-GO catalysts were prepared by graphene oxide (GO) and then used to catalyze the
transesterification of dimethyl carbonate with phenol to diphenyl carbonate. The characterization results of
XRD, TEM, XPS and Py-TPD demonstrated that GO could remarkablely improve the dispersion of TiO 2,
and the electronic effect of GO could change the chemical states of Ti species and promote the formation of
the active Ti(Ⅳ) and the scale of medium Lewis acid sites in GO modified catalysts increased significantly.
Consquently, the amount of active sites increased in TiO 2-GO which was favorable for the formation of
transesterification products. The results indicated that the role of GO in the TiO 2-GO catalysts was not just a
support, but also an electron promoter. The TiO 2-GO 50% catalyst exhibited an excellent catalytic
performance for the transesterification of dimethyl carbonate with phenol to diphenyl carbonate. With the
the reaction temperature 150~180 ℃, reaction time 9 h, the 41.8% phenol conversion and 99.9%
transesterification selectivity were achieved.
Key words: graphene oxide; transesterification; diphenyl carbonate; catalysis technology

碳酸二苯酯（DPC）是合成聚碳酸酯的重要原 V 2 O 5 、TiO 2 /MCM-41等 [4-6] ，其中 TiO 2 无毒无害，且
料和有机化学中间体。非光气法合成 DPC 对于聚酯 具有相对适宜的路易斯酸性，是较为理想的催化剂
[7]
工业的发展有重要的研究意义 [1-3] 。目前，该领域常 活性物种。Zhou 等 采用多壁碳纳米管负载 TiO 2
用的催化剂有均相和多相两大类。其中均相催化剂 （TiO 2 /MWCNTs）作为多相催化剂，在碳酸二甲酯
存在难以回收利用的问题，因此，需要研究开发具 （DMC）和苯酚酯交换合成 DPC 的反应中表现出
有高活性、高选择性的多相催化剂。 良好的催化活性。研究认为，TiO 2 在碳纳米管表面
[8]
文献报道的多相催化剂有 TiO 2/SiO 2、MoO 3/SiO 2、 的分散有利于催化剂性能的提高。Niu 等 以有机钛

收稿日期：2019-04-22; 定用日期：2019-06-13; DOI: 10.13550/j.jxhg.20190343
基金项目：四川省科技成果转化示范项目（2018CC0139、18ZHSF0011）
作者简介：杨 浩（1987—），男，博士生，E-mail：gongdayanghao@foxmail.com。联系人：陈 彤（1967—），女，博士，研究员，
E-mail：chentongw@sina.com。